CN116856845A - 一种致密砂岩气藏水平井地质导向方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种致密砂岩气藏水平井地质导向方法，首先，获取目标井和邻井的相关资料；然后利用获取的目标井和邻井的相关资料分别确定出目的层砂体地质特征以及砂体微幅构造及储层非均质性发育特征、地层产状；然后利用井区邻井测井解释及地球物理河道刻画成果，建立基于地震约束的精细三维地质模型，明确砂体展布及隔夹层发育情况，沿井身轨迹建立地质剖面，确定水平井轨迹所处位置，最后再进行轨迹优化。该导向方法将地质和地震资料进行充分有效结合，利用三维地质建模方法对储层砂体展布进行合理预测，对夹层的发育情况形成科学的预判，地质导向方法和实施效果能有效得到保障，可满足对差异较大的不同气藏、不同井区地质特征的地质导向。

Description

一种致密砂岩气藏水平井地质导向方法

技术领域

本发明涉及了砂岩气藏地质导向技术领域，具体涉及了一种致密砂岩气藏水平井地质导向方法。

背景技术

天然气作为能源结构从石化能源向清洁能源、高碳到零碳过渡的桥梁，持续发挥重要作用，需求量保持高速增长。国内陆上天然气开发以致密砂岩气、碳酸盐岩酸性气和页岩气为主，其中致密砂岩气占比最大。近年来，由于水平井开发模式具有的增加泄气面积、避免水锥、沟通优势通道等特点，已逐渐成为致密砂岩气藏开发的主要井型。水平井钻井的关键是保障水平段尽可能地保持在砂体中部钻进，最大程度地沟通地层，实现较高的砂岩钻遇率，水平段的钻井质量直接决定气井的开发效果，采用科学合理的方法进行水平井地质导向对致密砂岩气藏的勘探开发具有重要意义。

但是，目前致密砂岩气藏水平井地质导向的方法主要基于地层倾角计算、岩性识别或随钻测井等方法，考虑的因素比较单一，准确度较低，不能满足对差异较大的不同气藏、不同井区地质特征的地质导向。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术对致密砂岩气藏水平井地质导向过程存在考虑因素单一、准确度较低，且不能满足对差异较大的不同气藏、不同井区地质特征的地质导向的问题，提供一种致密砂岩气藏水平井地质导向方法，该导向方法将地质和地震资料进行充分有效结合，利用三维地质建模方法对储层砂体展布进行合理预测，对夹层的发育情况形成科学的预判，地质导向方法和实施效果能有效得到保障，可满足对差异较大的不同气藏、不同井区地质特征的地质导向，便于推广。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种致密砂岩气藏水平井地质导向方法，包括以下步骤：

步骤S1：在致密砂岩气藏沉积背景基础上，开展目标井区的井震分析，明确地震响应特征以及测井响应特征；

获取目标井区的邻井的录井显示、测井解释以及地球物理资料；

步骤S2：利用步骤S1获取的邻井录井显示、测井二次解释情况以及测井响应特征，确定出目的层砂体地质特征，明确岩性组合、砂体厚度、含气性及隔夹层特征；

步骤S3：利用步骤S1获取的邻井的地球物理资料，横向纵向综合分析，通过提取振幅异常及波阻抗平面图以及利用步骤S1获取的目标井区的地震响应特征建立井区地震过井剖面的方式，分析出砂体微幅构造及储层非均质性发育特征，并确定地层产状；

步骤S4：利用步骤S2和步骤S3获取的数据资料进行河道刻画，建立基于地震约束的精细三维地质模型，明确砂体展布及隔夹层发育情况，沿井身轨迹建立地质剖面，确定水平井轨迹所处位置；

步骤S5：结合邻井的录井岩性特征及全烃显示信息，预测水平井走向，对步骤S4构建的沿井身轨迹建立地质剖面提出轨迹优化，完成致密砂岩气藏水平井地质导向。

本发明提供了一种致密砂岩气藏水平井地质导向方法，首先，获取目标井和邻井的相关资料，具体为目标井的地震响应特征及测井响应特征，邻井的录井显示、测井解释以及地球物理资料；然后利用获取的目标井和邻井的相关资料分别确定出目的层砂体地质特征以及砂体微幅构造及储层非均质性发育特征、地层产状；然后利用井区邻井测井解释及地球物理河道刻画成果，建立基于地震约束的精细三维地质模型，明确砂体展布及隔夹层发育情况，沿井身轨迹建立地质剖面，确定水平井轨迹所处位置，最后再进行轨迹优化，完成致密砂岩气藏水平井地质导向。该导向方法将地质和地震资料进行充分有效结合，利用三维地质建模方法对储层砂体展布进行合理预测，对夹层的发育情况形成科学的预判，地质导向方法和实施效果能有效得到保障，可满足对差异较大的不同气藏、不同井区地质特征的地质导向，便于推广。

进一步的，所述步骤S1中，致密砂岩气藏沉积背景为地表露头、地震、钻井和测井资料证实的砂体发育背景。井震分析为利用井上自然伽马、声波和电阻测井数据，通过井震标定得到地层的振幅异常、波阻抗和河道砂体信息。邻井是指包含但不限于目标井区不同方位上最近生产井及过路井。录井显示包含录井岩性描述、随钻伽马和全烃显示信息，所述测井解释包含自然伽马、声波、电阻和测井解释孔渗饱信息。

进一步的，所述步骤S1中，获取测井响应特征的方法包括以下步骤：

步骤S11：在致密砂岩气藏沉积背景基础上，根据钻井和地震合成记录标定，确定河道砂体的地震响应特征；

步骤S12：根据地震响应特征选取特定属性进行固定时窗内砂体展布特征分析，明确砂体展布；

步骤S13：在垂直地震剖面测井、地层取芯、高压物性实验基础之上确定储层测井响应特征，明确储层段和非储层段的响应差异，得到测井响应特征。

进一步的，所述步骤S2中，邻井录井显示、测井二次解释情况包含录井岩性描述、随钻伽马、全烃显示、自然伽马、声波、电阻和测井解释孔渗饱信息。目的层砂体地质特征是指目的层的岩性描述特征，岩性组合主要是指砂岩物理特征、泥岩物理特征及砂泥组合关系，砂体厚度是指砂体的垂厚，含气性是指全烃显示及变化情况，隔夹层基本特征是指隔夹层的物理特征、相对位置、厚度及变化情况信息。

进一步的，所述步骤S2中，根据邻井录井显示及测井二次解释，剖析目的层的岩性组合，主要描述砂泥相对位置关系，砂体顶底岩性特征；根据邻井测录井解释，分析明确砂体垂厚和水平段方向上砂体厚度变化趋势，砂体录井岩屑描述。砂体隔夹层的物理特征，包括颜色、厚度、位置等信息，隔夹层的位置变化情况。

进一步的，所述步骤S3中，地球物理资料是指通过合成记录标定及时深转换过后形成深度域数据体。横向分析是指利用一定时窗条件下的地震平面图分析平面非均质性。所述纵向分析是指利用地震剖面分析目标砂体地震响应强弱变化。所述微幅构造是指在总的构造背景下砂体本身小的起伏变化形成的构造。所述储层非均质性包含平面非均质性和纵向非均质性。所述地层产状包含走向、倾向和倾角三要素。

进一步的，所述步骤S3中，确定地层产状包括以下步骤：

步骤S31：利用井震合成记录标定，确定目标层位地震响应特征；

步骤S32：通过时深转换，得到目标层位的深度域地震体。

步骤S33：设定一定的时窗，提取目标层位的地震平面图，利用地震平面图确定砂体平面非均质性及砂体边界范围；

步骤S34：通过沿井身结构建立地震剖面，确定目标水平井的在地层中所处位置，及水平段不同位置的属性变化；

步骤S35：通过时间域地震数据体，结合邻井实钻情况，计算地层倾角，明确地层产状。

进一步的，所述步骤S31中，合成记录标定是指由声波和密度测井曲线计算得到反射系数，将反射系数与提取的地震子波进行褶积得到初始合成地震记录，根据速度场对初始合成地震记录进行校正，再与井旁地震道匹配调整，得到最终合成地震记录。

进一步的，所述步骤S32中，时深转换是指对地震数据处理、速度分析和测井资料研究几个过程的不断迭代往复，以优化转换结果，将时间域条件下的地震数据体转化为深度域条件下的数据体。

进一步的，所述步骤S4中，河道刻画是指利用地球物理刻画河道走向、宽度、长度和边界信息。地震约束是指利用河道刻画的边界进行建模约束。精细三维地质模型是指利用序贯指示等算法模拟得到目标层的三维岩相模型。砂体展布是指砂体发育的范围、形态等信息。隔夹层发育情况包含隔夹层的厚度、相对位置及延展情况等信息。所述地质剖面是指垂直于井筒平面的投影剖面。水平井轨迹包含深度、方位、井斜三要素。

进一步的，所述步骤S4中，精细三维地质模型的建立方法包括以下步骤：

步骤S41：开展单井小层对比划分，岩相划分达到精细要求，识别出砂体夹层，得到单井岩相分布；

步骤S42：通过变差函数方法进行约束，利用地震刻画的砂体边界为模型边界，采用序贯指示模拟，得到目标层的三维岩相模型。

进一步的，所述步骤S5中，录井岩性特征包含岩石颜色、粒径、类别及岩性变化关系，所述水平井走向是指水平段目前及将来在砂体所处位置，所述轨迹优化参数包含垂深、倾角等信息。

进一步的，所述步骤S5中，轨迹优化包括以下步骤：

步骤S51：确定设计轨迹位置、实钻轨迹与设计轨迹的偏差，按照当前井斜、方位继续钻进后的井身轨迹预计状态；

步骤S52：根据轨迹预测情况，结合地震及地质剖面效果优化轨迹。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明提供了一种致密砂岩气藏水平井地质导向方法，首先，获取目标井和邻井的相关资料，具体为目标井的地震响应特征及测井响应特征，邻井的录井显示、测井解释以及地球物理资料；然后利用获取的目标井和邻井的相关资料分别确定出目的层砂体地质特征以及砂体微幅构造及储层非均质性发育特征、地层产状；然后利用井区邻井测井解释及地球物理河道刻画成果，建立基于地震约束的精细三维地质模型，明确砂体展布及隔夹层发育情况，沿井身轨迹建立地质剖面，确定水平井轨迹所处位置，最后再进行轨迹优化，完成致密砂岩气藏水平井地质导向。该导向方法将地质和地震资料进行充分有效结合，利用三维地质建模方法对储层砂体展布进行合理预测，对夹层的发育情况形成科学的预判，地质导向方法和实施效果能有效得到保障，可满足对差异较大的不同气藏、不同井区地质特征的地质导向，便于推广。

2、本发明以地震沉积学、沉积岩石学和三维地质建模相关理论为指导，从基础地质、钻井、地震、测井资料出发，针对致密砂岩气藏水平井地质导向过程，采用地震约束和三维精细建模相结合的方式开展水平段钻井跟踪，既克服了地震资料纵向识别精度有限，又对储层砂体展布进行了精细描述和有效预测，为提高致密砂岩气藏水平井钻井砂岩钻遇率提供技术模式，实现精准钻进，支撑高质量跟踪与部署研究。

3、本发明解决了致密砂岩气藏水平井钻井地质导向过程中，地震资料与地质资料难以有效融合的问题，提升了钻井跟踪质量。

4、本申请所建立的致密砂岩气藏地质导向方法综合考虑了地球物理、录井显示、测井解释等参数，数据资料全面、科学合理。

5、本申请公开的导向方法可直观展示水平段钻井过程，可有效提升水平井钻井的砂体钻遇率，有利于气井获得较好的建产效果。

附图说明

图1是本发明实施例1的流程示意图。

图2是致密砂岩气藏典型砂体井-震对比图。

图3是典型测井解释成果图。

图4是利用地震振幅属性刻画的河道的平面展布图。

图5是水平段沿井轨迹地震剖面图。

图6是三维地质建模图。

图7是水平段沿井轨迹地质模型剖面图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，一种致密砂岩气藏储层定量综合评价方法，包括以下步骤：

步骤S1：在致密砂岩气藏沉积背景地质基础上，开展目标井区井震分析，明确地震、测井响应特征，获取邻井测录井解释、地球物理等资料。

所述致密砂岩气藏沉积背景为地表露头、地震、钻井和测井资料等证实的砂体发育背景，所述的井震分析为利用井上自然伽马、声波、电阻等测井数据，通过井震标定得到地层的振幅异常、波阻抗、河道砂体等信息，所述邻井是指包含但不限于目标井区不同方位上最近生产井及过路井，所述测录井解释包含录井显示和测井解释，所述录井解释包含录井岩性描述、随钻伽马、全烃显示等信息，所述测井解释包含自然伽马、声波、电阻、测井解释孔渗饱等信息。如图2-图3所示。

其中，获取测井响应特征的方法包括以下步骤：

步骤S11：在致密砂岩气藏沉积背景基础上，根据钻井和地震合成记录标定，确定河道砂体的地震响应特征；

步骤S12：根据地震响应特征选取特定属性进行固定时窗内砂体展布特征分析，明确砂体展布；

步骤S13：在垂直地震剖面测井、地层取芯、高压物性实验基础之上确定储层测井响应特征，明确储层段和非储层段的响应差异，得到测井响应特征。

步骤S2：根据井区邻井录井显示及测井二次解释情况，确定目的层砂体地质特征，明确岩性组合、砂体厚度、含气性及隔夹层等基本特征。

所述邻井录井显示及测井二次解释包含录井岩性描述、随钻伽马、全烃显示、自然伽马、声波、电阻、测井解释孔渗饱等信息，所述目的层地质特征是指目的层的岩性描述特征，所述岩性组合主要是指砂岩物理特征、泥岩物理特征及砂泥组合关系，所述砂体厚度是指砂体的垂厚，所述含气性是指全烃显示及变化情况，所述隔夹层基本特征是指隔夹层的物理特征、相对位置、厚度及变化情况等信息。

步骤S3：利用地球物理资料，横向纵向综合分析，通过提取振幅异常及波阻抗平面图，以及建立井区地震过井剖面的方式，分析砂体微幅构造及储层非均质性发育特征，并确定地层产状。

所述地球物理资料是指通过合成记录标定及时深转换过后形成深度域数据体，所述横向分析是指利用一定时窗条件下的地震平面图分析平面非均质性，所述纵向分析是指利用地震剖面分析目标砂体地震响应强弱变化，所述微幅构造是指在总的构造背景下砂体本身小的起伏变化形成的构造，所述储层非均质性包含平面非均质性和纵向非均质性，所述地层产状包含走向、倾向和倾角三要素。图4-图5所示。

其中，所述步骤S3中，确定地层产状包括以下步骤：

步骤S31：利用井震合成记录标定，确定目标层位地震响应特征；

步骤S32：通过时深转换，得到目标层位的深度域地震体。

步骤S33：设定一定的时窗，提取目标层位的地震平面图，利用地震平面图确定砂体平面非均质性及砂体边界范围；

步骤S34：通过沿井身结构建立地震剖面，确定目标水平井的在地层中所处位置，及水平段不同位置的属性变化；

步骤S35：通过时间域地震数据体，结合邻井实钻情况，计算地层倾角，明确地层产状。

进一步的，所述步骤S31中，合成记录标定是指由声波和密度测井曲线计算得到反射系数，将反射系数与提取的地震子波进行褶积得到初始合成地震记录，根据速度场对初始合成地震记录进行校正，再与井旁地震道匹配调整，得到最终合成地震记录。

进一步的，所述步骤S32中，时深转换是指对地震数据处理、速度分析和测井资料研究几个过程的不断迭代往复，以优化转换结果，将时间域条件下的地震数据体转化为深度域条件下的数据体。

步骤S4：充分利用井区邻井测井解释及地球物理河道刻画成果，建立基于地震约束的精细三维地质模型，明确砂体展布及隔夹层发育情况，沿井身轨迹建立地质剖面，确定水平井轨迹所处位置。

所述河道刻画是指利用地球物理刻画河道走向、宽度、长度和边界等信息，所述地震约束是指利用河道刻画的边界进行建模约束，所述精细三维地质模型是指利用序贯指示等算法模拟得到目标层的三维岩相模型，所述砂体展布是指砂体发育的范围、形态等信息，所述隔夹层发育情况包含隔夹层的厚度、相对位置及延展情况等信息，所述地质剖面是指垂直于井筒平面的投影剖面，所述水平井轨迹包含深度、方位、井斜三要素。如图6-图7所示。

其中，所述步骤S4中，精细三维地质模型的建立方法包括以下步骤：

步骤S41：开展单井小层对比划分，岩相划分达到精细要求，识别出砂体夹层，得到单井岩相分布；

步骤S42：通过变差函数方法进行约束，利用地震刻画的砂体边界为模型边界，采用序贯指示模拟，得到目标层的三维岩相模型。

步骤S5：结合录井岩性特征、全烃显示等信息，预测水平井走向，提出轨迹优化参数建议。

所述录井岩性特征包含岩石颜色、粒径、类别及岩性变化关系，所述水平井走向是指水平段目前及将来在砂体所处位置，所述轨迹优化参数包含垂深、倾角等信息。

具体的，所述步骤S5中，轨迹优化包括以下步骤：

步骤S51：确定设计轨迹位置、实钻轨迹与设计轨迹的偏差，按照当前井斜、方位继续钻进后的井身轨迹预计状态；

步骤S52：根据轨迹预测情况，结合地震及地质剖面效果优化轨迹。

本发明提供了一种致密砂岩气藏水平井地质导向方法，首先，获取目标井和邻井的相关资料，具体为目标井的地震响应特征及测井响应特征，邻井的录井显示、测井解释以及地球物理资料；然后利用获取的目标井和邻井的相关资料分别确定出目的层砂体地质特征以及砂体微幅构造及储层非均质性发育特征、地层产状；然后利用井区邻井测井解释及地球物理河道刻画成果，建立基于地震约束的精细三维地质模型，明确砂体展布及隔夹层发育情况，沿井身轨迹建立地质剖面，确定水平井轨迹所处位置，最后再进行轨迹优化，完成致密砂岩气藏水平井地质导向。该导向方法将地质和地震资料进行充分有效结合，利用三维地质建模方法对储层砂体展布进行合理预测，对夹层的发育情况形成科学的预判，地质导向方法和实施效果能有效得到保障，可满足对差异较大的不同气藏、不同井区地质特征的地质导向，便于推广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种致密砂岩气藏水平井地质导向方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在致密砂岩气藏沉积背景基础上，开展目标井区的井震分析，明确地震响应特征以及测井响应特征；

获取目标井区的邻井的录井显示、测井解释以及地球物理资料；

步骤S2：利用步骤S1获取的邻井录井显示、测井二次解释情况以及测井响应特征，确定出目的层砂体地质特征，明确岩性组合、砂体厚度、含气性及隔夹层特征；

步骤S3：利用步骤S1获取的邻井的地球物理资料，横向纵向综合分析，通过提取振幅异常及波阻抗平面图以及利用步骤S1获取的目标井区的地震响应特征建立井区地震过井剖面的方式，分析出砂体微幅构造及储层非均质性发育特征，并确定地层产状；

步骤S4：利用步骤S2和步骤S3获取的数据资料进行河道刻画，建立基于地震约束的精细三维地质模型，明确砂体展布及隔夹层发育情况，沿井身轨迹建立地质剖面，确定水平井轨迹所处位置；

步骤S5：结合邻井的录井岩性特征及全烃显示信息，预测水平井走向，对步骤S4构建的沿井身轨迹建立地质剖面提出轨迹优化，完成致密砂岩气藏水平井地质导向。

2.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏水平井地质导向方法，其特征在于，所述步骤S1中，致密砂岩气藏沉积背景为地表露头、地震、钻井和测井资料证实的砂体发育背景；或/和，井震分析是利用井上自然伽马、声波和电阻测井数据，通过井震标定得到地层的振幅异常、波阻抗和河道砂体信息；或/和，录井显示包含录井岩性描述、随钻伽马和全烃显示信息；或/和，所述测井解释包含自然伽马、声波、电阻和测井解释孔渗饱信息。

3.根据权利要求2所述的致密砂岩气藏水平井地质导向方法，其特征在于，所述步骤S1中，获取测井响应特征的方法包括以下步骤：

步骤S11：在致密砂岩气藏沉积背景基础上，根据钻井和地震合成记录标定，确定河道砂体的地震响应特征；

步骤S12：根据地震响应特征选取特定属性进行固定时窗内砂体展布特征分析，明确砂体展布；

步骤S13：在垂直地震剖面测井、地层取芯、高压物性实验基础之上确定储层测井响应特征，明确储层段和非储层段的响应差异，得到测井响应特征。

4.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏水平井地质导向方法，其特征在于，所述步骤S3中，地球物理资料是指通过合成记录标定及时深转换过后形成深度域数据体；或/和，横向分析是指利用一定时窗条件下的地震平面图分析平面非均质性；或/和，所述纵向分析是指利用地震剖面分析目标砂体地震响应强弱变化；或/和，所述微幅构造是指在总的构造背景下砂体本身小的起伏变化形成的构造；或/和，所述储层非均质性包含平面非均质性和纵向非均质性；或/和，所述地层产状包含走向、倾向和倾角。

5.根据权利要求4所述的致密砂岩气藏水平井地质导向方法，其特征在于，所述步骤S3中，确定地层产状包括以下步骤：

步骤S31：利用井震合成记录标定，确定目标层位地震响应特征；

步骤S32：通过时深转换，得到目标层位的深度域地震体；

步骤S33：设定一定的时窗，提取目标层位的地震平面图，利用地震平面图确定砂体平面非均质性及砂体边界范围；

步骤S34：通过沿井身结构建立地震剖面，确定目标水平井的在地层中所处位置，及水平段不同位置的属性变化；

步骤S35：通过时间域地震数据体，结合邻井实钻情况，计算地层倾角，明确地层产状。

6.根据权利要求5所述的致密砂岩气藏水平井地质导向方法，其特征在于，所述步骤S31中，合成记录标定的过程是由声波和密度测井曲线计算得到反射系数，将反射系数与提取的地震子波进行褶积得到初始合成地震记录，然后根据速度场对初始合成地震记录进行校正，再与井旁地震道匹配调整，得到最终合成地震记录。

7.根据权利要求6所述的致密砂岩气藏水平井地质导向方法，其特征在于，所述步骤S32中，时深转换的过程是对地震数据处理、速度分析和测井资料研究几个过程的不断迭代往复，以优化转换结果，将时间域条件下的地震数据体转化为深度域条件下的数据体。

8.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏水平井地质导向方法，其特征在于，所述步骤S4中，河道刻画是指利用地球物理刻画河道走向、宽度、长度和边界信息；地震约束是指利用河道刻画的边界进行建模约束。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的致密砂岩气藏水平井地质导向方法，其特征在于，所述步骤S4中，精细三维地质模型的建立方法包括以下步骤：

步骤S41：开展单井小层对比划分，岩相划分达到精细要求，识别出砂体夹层，得到单井岩相分布；

步骤S42：通过变差函数方法进行约束，利用地震刻画的砂体边界为模型边界，采用序贯指示模拟，得到目标层的三维岩相模型。

10.根据权利要求9所述的致密砂岩气藏水平井地质导向方法，其特征在于，

所述步骤S5中，轨迹优化包括以下步骤：

步骤S51：确定设计轨迹位置、实钻轨迹与设计轨迹的偏差，按照当前井斜、方位继续钻进后的井身轨迹预计状态；

步骤S52：根据轨迹预测情况，结合地震及地质剖面效果优化轨迹。